Forschung und Innovation

In diesem Projekt mit der Universität Wuppertal wurde das Alterungsverhalten von Mittelspannungskabeln, gegliedert nach Kabeltypen, Verlegeart und Komponenten (sogenannte Archetypen) abgeleitet. Als Basis dienten die Daten der beteiligten Verteilernetzbetreiber Deutschlands und Österreichs.

Mit den Erkenntnissen wurde ein Zustands- beziehungsweise Health-Index für bestehende Kabelstrecken abgeleitet. Dieser dient als Basis für die Instandhaltungs- und Erneuerungsstrategie für Kabelstrecken. Damit ist eine zielgerichtete Planung der Erneuerungsinvestitionen für Mittelspannungskabel möglich. Dies ist speziell für städtische Bereiche wichtig.

Die Erneuerung und Leistungsverstärkung der oft mehr als 50 Jahre alten Kabel wird eine der Herausforderungen der nächsten Jahre. Einerseits muss einer Überalterung gegengesteuert werden, andererseits sollten Netzkapazitäten geschaffen werden. Die Ergebnisse ermöglichen einen gezielten Mitteleinsatz, um dies zu erreichen.

Die Ziele dieses Projekts sind die Erhöhung der Transparenz und das Ermitteln von freien Netzkapazitäten. Diese werden durch eine Aggregation und Analyse vorhandener Daten erreicht. Bei der Analyse werden installierte Erzeugungsleistung, gemessene und synthetische Lastprofile, Verbrauchswerte, Topologie und weitere Faktoren berücksichtigt.

Die gewonnenen Informationen helfen Kundenanschlussanfragen schneller zu beantworten. Außerdem erleichtern sie in weiterer Folge die Netzausbauplanung. Sie sind auch die Grundlage für Investitionsentscheidungen und die Investitionssteuerung.

Das Projekt wird 2025 abgeschlossen und die Ergebnisse im Zuge einer wissenschaftlichen Tagung vorgestellt.

In Kooperation mit Salzburg Research wurde im ersten Schritt das Lastverschiebungspotenzial der bestehenden unterbrechbaren Lasten (beziehungsweise Leistungen) für ausgewählte Umspannwerke ermittelt. Die Potentialermittlung ist im Hinblick auf zukünftig eventuell angebotene „variable“ unterbrechbare Netztarife wichtig. Das Ergebnis: Es ist möglich, die elektrische Warmwasserbereitung zeitlich zu verschieben.

Im nächsten Schritt wird auf Basis der historischen Leistungskurven und der installierten Erzeugungsleistungen die, ohne Netzausbau erzielbare, zusätzliche freie Netzkapazität für Einspeiseanlagen ermittelt. Die Ergebnisse werden nach Projektabschluss veröffentlicht. 

Die Ermittlung der mittel- und langfristige Bedarfsentwicklung auf regionaler Ebene ist für die Niederspannungs-Planungsrichtlinien ausschlaggebend. Mit diesem Wissen können Entscheidungen zwischen einer Verstärkung bestehender Netze oder der Neuerrichtung von Netzen (Trafostationen) entschieden werden.

Im Zuge der Arbeit wurde auf Basis des theoretischen Potenzials von Dach-PV-Anlagen (in Netzebenen 6 und 7) das zu erwartende praktische Potenzial je Niederspannungsnetz / Trafostation ermittelt.

Durch die Regionalgliederung und Abgleich mit den Bestandsdaten wird die Genauigkeit der Investitionsplanung weiter erhöht. Auf Trafostationsebene ist es möglich, zwischen hinreichender Kapazität, Verstärkungspotenzial und Erweiterungsbedarf zu unterscheiden. Darüber hinaus stellen die Ergebnisse eine der Grundlagen für den Netzentwicklungsplan der Hochspannungs- und Umspannwerksebene dar.

Das Projekt wurde im Zuge einer Masterarbeit an der Montanuniversität Leoben durchgeführt und veröffentlicht. 

Die Ergebnisse wurden darüber hinaus auch bei der ove Energietechniktagung 2024 in Salzburg vorgestellt.

Im Zuge dieses Projekts wird ein Online-Monitoring System für Mittelspannungskabelnetze getestet. Dieses ist laut Herstellerangaben in der Lage, Fehler in Kabelnetzen (unabhängig von Kabeltyp, Verlegeart und den eingesetzten Komponenten) zu erkennen. Mithilfe des Systems könnte es künftig möglich sein, Kabelstrecken bis zu 15 Kilometer Länge, über Trafostationen hinweg, zu überwachen. Dazu werden am Anfangs- und am Endpunkt zeitsynchronisierte Sensoren installiert. 

Durch die mögliche Früherkennung anbahnender Kabelfehler über das System könnten wir die Versorgungssicherheit weiter erhöhen. Zusätzlich wäre das Monitoring-System bei Erneuerungsinvestitionen von Vorteil um Mitteleinsatz zielgerichtet einplanen zu können. Dies wäre insbesondere im städtischen Raum hoch relevant. Die Erneuerung / Leistungsverstärkung der typischerweise mehr als 50 Jahre alten Kabel wird eine der Herausforderungen der nächsten Jahre. Dadurch wird einer Überalterung vorgebeugt und künftig benötigte Kapazitäten geschafffen.

Die Projektlaufzeit beträgt mehrere Jahre, die Ergebnisse werden im Zuge einer wissenschaftlichen Tagung veröffentlicht.

Der Netzausbau für die Energiewende erfolgt auf der Mittelspannungsebene praktisch ausschließlich durch Verkabelung. Dabei werden zunehmend größere Querschnitte eingesetzt. Das führt gemeinsam mit dem zu erwartenden Einsatz von Kabeln auf der 110-kV-Ebene, insbesondere im urbanen Raum, zu einer Verschiebung der Blindleistungsbilanz hin zum kapazitiven Verhalten der Netze. Dies bewirkt unter anderem eine flächendeckende Spannungserhöhung, die zu einer Reduktion der Aufnahmekapazität für Einspeiser führt.

Die alleinige Gegensteuerung durch die geeignete Wahl der Arbeits- bzw. Blindleistungsbereiche der ins Netz einspeisenden Erzeugungseinheiten ist nicht ausreichend. Sie ist um Blindleistungskompensationseinheiten zur ergänzen. Durch die Blindleistungskompensation kann den obigen Effekten und damit der Reduktion der „Einspeiser-Kapazität“ entgegengewirkt werden.

Die Ergebnisse werden nach Projektabschluss im Zuge einer wissenschaftlichen Tagung veröffentlicht werden.

Die mit der Energiewende verbundenen Netzinvestitionen sind zur effizienten Ressourcenallokation mit den erforderlichen Instandhaltungsmaßnahmen in Einklang zu bringen. Um dies bestmöglich zu bewerkstelligen, ist eine hinreichende Datenbasis die Grundlage. Um die Datenbasis effizient weiter zu erhöhen, ist die Anwendung von mobilen Applikationen erforderlich. Diese Applikationen ermöglichen auf relativ einfache Art und Weise, weitere Daten für Netzmanagement, -betrieb, -und -analysen zu erheben. Daten sind die Grundlage für die weitere Prozessoptimierung und für das Kundenservice.

Die Ergebnisse werden nach Projektabschluss veröffentlicht.

Die Entwicklung einer zentralen Self-Service Plattform für unsere Netzkund:innen ist eine unserer laufenden Digitalisierungsmaßnahmen. Das Serviceportal bietet beispielsweise die Möglichkeiten Smart Meter Werte zu analysieren, Smart Meter Einstellungen selbstständig zu ändern, PV-Anschlussbestätigungen anzufragen, die Meldung von Kleinsterzeugungsanlagen und der Aktivierung/Deaktivierung von Störungsinformationen.

Es soll eine automatisierte Bearbeitung und Beantwortung von Einspeiseanfragen inklusive Netzanalyse auf Basis der übermittelten Daten ermöglicht werden. Die Daten fließen direkt in die Netzentwicklung und Investitionsentscheidungen ein. Somit ist der aktuelle Netzzustand und das Ausbauerfordernis in „Echtzeit“ bekannt. Das erlaubt eine automatisierte Netzberechnung der freien Netzkapazitäten für eine schnelle und korrekte Beantwortung der Kundenanfragen.

Wir entwickeln eine automatisierte Auswertung, um die in der Netzdienstleistungsverordnung (END-VO) geforderten Servicelevels im Einspeiserprozess monitoren und reporten zu können. Das Ergebnis soll eine Auswertungsoberfläche mit allen erforderlichen Kennzahlen sein. Dazu wurden unterschiedliche Datenbanken angebunden und ein PowerBI Dashboard zur Verfügung gestellt. Aus diesem kann auch der Report an die ECA generiert werden. 

Unser Ziel besteht darin, Energiegemeinschaften bestmöglich zu servicieren. Um dies zu erreichen, nutzen wir eine Software-Erweiterung im SAP IDEXAT Kontext. Diese überwacht verschiedene Aspekte, unter anderem die Datenbasis für Stamm- und Messdaten, die Erstellung der Energiegemeinschaftsbilanz (mathematische Berechnungen) und die tägliche Datenbereitstellung an Marktpartner.

Die erweiterte Funktionalität ermöglicht ein optimiertes Monitoring der täglichen Workflows (Berechnungen, Datenbereitstellung) und die Fehlerbearbeitung in einer Benutzeroberfläche.